(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学センサシステムであって、
発光素子と、
前記発光素子の光を受ける受光素子と、
前記発光素子をオン／オフするスイッチング素子と、
前記スイッチング素子をＰＷＭ制御して前記発光素子の発光量を調整する第１の発光量調整部と、
前記発光素子に接続する抵抗の抵抗値を変化させることで、前記発光素子の発光量を調整する第２の発光量調整部と、
を備え、
前記第１の発光量調整部は、前記受光素子における受光量と目標受光量との受光量差が閾値受光量以下の場合に、前記発光素子の発光量を調整し、
前記第２の発光量調整部は、前記受光量差が前記閾値受光量よりも大きい場合に、前記発光素子の発光量を調整する、光学センサシステム。
【請求項２】
請求項１に記載の光学センサシステムであって、さらに、
前記第１の発光量調整部及び前記第２の発光量調整部の故障を検出する故障検出部を備え、
前記第１の発光量調整部は、前記第２の発光量調整部が故障した場合に、前記ＰＷＭ制御におけるデューティ比を前記第２の発光量調整部が正常である場合に比べて低下させ、
前記第２の発光量調整部は、前記第１の発光量調整部が故障した場合に、前記発光素子に接続する抵抗の抵抗値を、前記第１の発光量調整部が正常である場合に比べて減らす、光学センサシステム。
【請求項３】
請求項１に記載の光学センサシステムであって、さらに、
前記発光素子の発光量を調整するために、前記ＰＷＭ制御におけるデューティ比と前記発光素子に接続する抵抗の抵抗値を示す情報とによって表わされる互いに発光量の異なる複数の発光ランクを格納する記憶部を備え、
前記第１の発光量調整部と前記第２の発光量調整部とは、前記複数の発光ランクの中から設定された運用発光ランクに基づき前記発光素子の発光量を調整し、
前記第１の発光量調整部と前記第２の発光量調整部とは、前記複数の発光ランクのうちいずれかの発光ランクに基づき前記発光素子の発光量を調整した際に、前記受光素子の受光量が該発光ランクに対応する所定の対応受光量よりも少ない場合には、既に設定されている運用発光ランクに比べて発光量がより多い発光ランクに基づき、前記発光素子の発光量を調整する、光学センサシステム。
【請求項４】
請求項３に記載の光学センサシステムであって、さらに、
前記発光素子又は前記受光素子のメンテナンスの要否を判断するメンテナンス要否判断部を備え、
前記記憶部は、前記複数の発光ランクに加えて、さらに、前記複数の発光ランクのうち最大発光量の発光ランクに比べて発光量が少ないチェック用発光ランクを格納しており、
前記メンテナンス要否判断部は、前記第１の発光量調整部と前記第２の発光量調整部とが、前記チェック用発光ランクで前記発光素子の発光量を調整した際の前記受光素子における受光量に基づき、メンテナンスの要否を判断する、光学センサシステム。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の光学センサシステムであって、さらに、
前記受光素子が受光量に応じて出力する受光側電圧を、所定の閾値電圧と比較することによって検知対象物の有無を検知する検知部を備え、
前記検知部は、前記受光量が低下した場合に前記閾値電圧を調整することによって検知感度を上げる、光学センサシステム。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の光学センサシステムを備えた紙葉類取扱装置。
【請求項７】
発光素子の光を受ける受光素子をオン／オフするスイッチング素子と、前記発光素子に接続可能な抵抗と、を有する光学センサシステムにおける発光量調整方法であって、
（ａ）前記受光素子における受光量と目標受光量との受光量差が閾値受光量以下の場合に前記スイッチング素子をＰＷＭ制御して前記発光素子の受光量を調整し、前記受光量差が前記閾値受光量よりも大きい場合に前記抵抗の抵抗値を変化させることで前記発光素子の受光量を調整する工程
を備える、発光量調整方法。
【請求項８】
発光素子の光を受ける受光素子をオン／オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子をＰＷＭ制御して前記発光素子の発光量を調整する第１の発光量調整部と、前記発光素子に接続する抵抗の抵抗値を変化させることで、前記発光素子の発光量を調整する第２の発光量調整部と、を有する光学センサシステムにおける発光量調整方法であって、
（ａ）前記第１の発光量調整部及び前記第２の発光量調整部の故障を検出する工程と、
（ｂ）前記第２の発光量調整部が故障した場合に、前記ＰＷＭ制御におけるデューティ比を前記第２の発光量調整部が正常である場合に比べて低下させ、前記第１の発光量調整部が故障した場合に、前記抵抗の抵抗値を、前記第１の発光量調整部が正常である場合に比べて減らす工程と、
を備える発光量調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学センサにおける発光量を調整する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子と受光素子とを備えた光学センサシステムでは、発光素子の発光量を調整することが求められる場合がある。例えば、使用期間の経過に伴って発光素子及び受光素子に付着する汚れ量が増えた場合には、発光量を増やすことが求められる。また、発光素子と受光素子との間における物体の有無を検知する透過型フォトインタラプタでは、検知対象物の厚さに応じて適切な発光量に調整することが求められる。そこで、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）コンバータを用いて発光素子に流れる電流値を調整することによって発光量を調整する方法が提案されている（下記特許文献１参照）。
【０００３】
この発光量の調整方法では、予め互いに異なるデジタル値の発光量データを複数用意しておき、これらの発光量データの中から選択した発光量データをＤ／Ａコンバータを用いてアナログ信号に変換する。そして、このアナログ信号に応じた電流を発光素子に供給するように構成されている。したがって、選択する発光量データを変えることによって発光量を調整することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−７７９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
一般にＤ／Ａコンバータは、応答性の悪いデバイスであるために、発光量を制御するための入力信号（デジタル信号）に対して、発光素子の発光量が安定するまでに長時間を要する。それゆえ、発光量を調整する際の応答性が悪いという問題があった。したがって、例えば、多数の光学センサを時分割制御しようとする場合に、それぞれのセンサの読み取り周期を長くする、或いは、光学センサの数を減らすといった対応が必要となっていた。また、Ｄ／Ａコンバータによって広い調整レンジを実現するためには、回路規模の比較的大きな高価なＤ／Ａコンバータを用いなければならず、光学センサシステム全体の製造コストの上昇を招いていた。
【０００６】
本発明は、光学センサの発光量の調整レンジを広くすると共に、応答性の高い発光量の調整技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態又は適用例として実現することが可能である。
[形態１]光学センサシステムであって、
発光素子と、
前記発光素子の光を受ける受光素子と、
前記発光素子をオン／オフするスイッチング素子と、
前記スイッチング素子をＰＷＭ制御して前記発光素子の発光量を調整する第１の発光量調整部と、
前記発光素子に接続する抵抗の抵抗値を変化させることで、前記発光素子の発光量を調整する第２の発光量調整部と、
を備え、
前記第１の発光量調整部は、前記受光素子における受光量と目標受光量との受光量差が閾値受光量以下の場合に、前記発光素子の発光量を調整し、
前記第２の発光量調整部は、前記受光量差が前記閾値受光量よりも大きい場合に、前記発光素子の発光量を調整する、光学センサシステム。
【０００８】
［適用例１］光学センサシステムであって、発光素子と、前記発光素子の光を受ける受光素子と、前記発光素子をオン／オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子をＰＷＭ制御して前記発光素子の発光量を調整する第１の発光量調整部と、前記発光素子に接続する抵抗の抵抗値を変化させることで、前記発光素子の発光量を調整する第２の発光量調整部と、を備える光学センサシステム。
【０００９】
適用例１の光学センサシステムでは、スイッチング素子をＰＷＭ制御して発光素子の発光量を調整するので、光量調整の際の高い応答性を得ることができる。また、発光素子に接続する抵抗の抵抗値を変化させることで発光素子の発光量を調整するので、広い調整レンジを得ることができる。
【００１０】
［適用例２］適用例１に記載の光学センサシステムにおいて、前記第１の発光量調整部は、前記受光素子における受光量と目標受光量との受光量差が閾値受光量以下の場合に、前記発光素子の発光量を調整し、前記第２の発光量調整部は、前記受光量差が前記閾値受光量よりも大きい場合に、前記発光素子の発光量を調整する、光学センサシステム。
【００１１】
このようにすることで、発光素子又は受光素子における汚れ量が増加するなどして、受光素子における受光量が大きく減少した場合には、接続する抵抗の抵抗値を減らすことで発光量を大きく増加させることができ、発光量の調整に要する時間を短くすることができる。また、受光素子における受光量が少しだけ減少した場合には、ＰＷＭ制御におけるデューティ比を増加させるので、発光量の微調整が可能となる。したがって、発光素子に流れる電流を必要以上に増加させないようにすることができる。
【００１２】
［適用例３］適用例１または適用例２に記載の光学センサシステムであって、さらに、前記第１の発光量調整部及び前記第２の発光量調整部の故障を検出する故障検出部を備え、前記第１の発光量調整部は、前記第２の発光量調整部が故障した場合に、前記ＰＷＭ制御におけるデューティ比を前記第２の発光量調整部が正常である場合に比べて低下させ、前記第２の発光量調整部は、前記第１の発光量調整部が故障した場合に、前記発光素子に接続する抵抗の抵抗値を、前記第１の発光量調整部が正常である場合に比べて減らす、光学センサシステム。
【００１３】
このようにすることで、第１の発光量調整部と第２の発光量調整部とのうち、いずれか一方が故障した場合であっても、故障前後における発光量の変化を抑制することができ、検知対象物の有無を継続して検知することができる。
【００１４】
［適用例４］適用例１に記載の光学センサシステムであって、さらに、前記発光素子の発光量を調整するために、前記ＰＷＭ制御におけるデューティ比と前記発光素子に接続する抵抗の抵抗値を示す情報とによって表わされる互いに発光量の異なる複数の発光ランクを格納する記憶部を備え、前記第１の発光量調整部と前記第２の発光量調整部とは、前記複数の発光ランクの中から設定された運用発光ランクに基づき前記発光素子の発光量を調整し、前記第１の発光量調整部と前記第２の発光量調整部とは、前記複数の発光ランクのうちいずれかの発光ランクに基づき前記発光素子の発光量を調整した際に、前記受光素子の受光量が該発光ランクに対応する所定の対応受光量よりも少ない場合には、既に設定されている運用発光ランクに比べて発光量がより多い発光ランクに基づき、前記発光素子の発光量を調整する、光学センサシステム。
【００１５】
このようにすることで、発光素子又は受光素子における汚れ量が増加するなどして、受光素子における受光量が減少すると、発光量のより多い発光ランクを新たな運用発光ランクとして発光量を調整するので、受光素子における受光量を増加させることができ、検知対象物の有無を正確に検知することができる。
【００１６】
［適用例５］適用例４に記載の光学センサシステムであって、さらに、前記発光素子又は前記受光素子のメンテナンスの要否を判断するメンテナンス要否判断部を備え、前記記憶部は、前記複数の発光ランクに加えて、さらに、前記複数の発光ランクのうち最大発光量の発光ランクに比べて発光量が少ないチェック用発光ランクを格納しており、前記メンテナンス要否判断部は、前記第１の発光量調整部と前記第２の発光量調整部とが、前記チェック用発光ランクで前記発光素子の発光量を調整した際の前記受光素子における受光量に基づき、メンテナンスの要否を判断する、光学センサシステム。
【００１７】
このようにすることで、発光素子又は受光素子のメンテナンスの要否を判断する際に、発光素子の発光量を少なくするので、発光素子の動作点を発光素子の汚れ量の変化に対する発光量の変化が大きい領域に存在させることができる。したがって、受光量に基づいて発光素子又は受光素子の劣化（汚れ量の多少など）を正確に把握でき、メンテナンスの要否を正確に判断することができる。
【００１８】
［適用例６］適用例１ないし適用例５のいずれか一例に記載の光学センサシステムであって、さらに、前記受光素子が受光量に応じて出力する受光側電圧を、所定の閾値電圧と比較することによって検知対象物の有無を検知する検知部を備え、前記検知部は、前記受光量が低下した場合に前記閾値電圧を調整することによって検知感度を上げる、光学センサシステム。
【００１９】
このようにすることで、閾値電圧を調整することで検知感度を上げるので、発光素子の発光量を最大に調整してもなお受光素子における受光量が少ない場合でも、被検知対象物の有無を正確に検知することができる。
【００２０】
［適用例７］適用例１ないし適用例６のいずれか一例に記載の光学センサシステムを備えた紙葉類取扱装置。
【００２１】
このようにすることで、紙葉類取扱装置において、搬送される紙葉類の有無や、利用者の有無などを検知することができる。
【００２２】
［適用例８］発光素子の光を受ける受光素子をオン／オフするスイッチング素子と、前記発光素子に接続可能な抵抗と、を有する光学センサシステムにおける発光量調整方法であって、（ａ）前記受光素子における受光量と目標受光量との受光量差が閾値受光量以下の場合に前記スイッチング素子をＰＷＭ制御して前記発光素子の受光量を調整し、前記受光量差が前記閾値受光量よりも大きい場合に前記抵抗の抵抗値を変化させることで前記発光素子の受光量を調整する工程を備える、発光量調整方法。
【００２３】
適用例８の発光量調整方法では、スイッチング素子をＰＷＭ制御して発光素子の発光量を調整するので、光量調整の際の高い応答性を得ることができる。また、互いに抵抗値が異なる複数の抵抗の抵抗値を変化させることで発光素子の発光量を調整するので、広い調整レンジを得ることができる。また、発光素子又は受光素子における汚れ量が増加するなどして、受光素子における受光量が大きく減少した場合には、接続する抵抗の抵抗値を減らすことで発光量を大きく増加させることができ、発光量の調整に要する時間を短くすることができる。また、受光素子における受光量が少しだけ減少した場合には、ＰＷＭ制御におけるデューティ比を増加させるので、発光量の微調整が可能となる。したがって、発光素子に流れる電流を必要以上に増加させないようにすることができる。
【００２４】
［適用例９］発光素子の光を受ける受光素子をオン／オフするスイッチング素子と、前記スイッチング素子をＰＷＭ制御して前記発光素子の発光量を調整する第１の発光量調整部と、前記発光素子に接続する抵抗の抵抗値を変化させることで、前記発光素子の発光量を調整する第２の発光量調整部と、を有する光学センサシステムにおける発光量調整方法であって、（ａ）前記第１の発光量調整部及び前記第２の発光量調整部の故障を検出する工程と、（ｂ）前記第２の発光量調整部が故障した場合に、前記ＰＷＭ制御におけるデューティ比を前記第２の発光量調整部が正常である場合に比べて低下させ、前記第１の発光量調整部が故障した場合に、前記抵抗の抵抗値を、前記第１の発光量調整部が正常である場合に比べて減らす工程と、を備える発光量調整方法。
【００２５】
適用例９の発光量調整方法では、スイッチング素子をＰＷＭ制御して発光素子の発光量を調整するので、光量調整の際の高い応答性を得ることができる。また、互いに抵抗値が異なる複数の抵抗の抵抗値を変化させることで発光素子の発光量を調整するので、広い調整レンジを得ることができる。また、第１の発光量調整部と第２の発光量調整部とのうち、いずれか一方が故障した場合であっても、故障前後における発光量の変化を抑制することができ、検知対象物の有無を継続して検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
Ａ．第１の実施例：
Ａ１．システム構成：
図１は、本発明の一実施例としての光学センサシステムの一例を示す説明図である。この光学センサシステム１０００は、発光部１００と、受光部２００と、制御部３００と、点灯制御回路１１０と、抵抗切替制御回路１３０と、ＰＷＭ制御回路１５０とを備えている。
【００２７】
発光部１００は、発光素子としての発光ダイオード２０と、４つのトランジスタ（ＦＥＴ：電界効果トランジスタ）１０，３１，３２，５０と、互いに同じ抵抗値の２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２と、を備えている。トランジスタ１０は、発光ダイオード２０と点灯制御回路１１０とに接続されており、発光ダイオード２０の点灯／消灯を切り替える。トランジスタ３１は、発光ダイオード２０と抵抗Ｒ１と抵抗切替制御回路１３０とに接続されており、発光ダイオード２０と抵抗Ｒ１との間の接続／切断を切り替える。トランジスタ３２は、発光ダイオード２０と抵抗Ｒ２と抵抗切替制御回路１３０とに接続され、発光ダイオード２０と抵抗Ｒ２との間の接続／切断を切り替える。トランジスタ５０は、２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２とＰＷＭ制御回路１５０とに接続されており、発光部１００内を流れる電流値を調整するのに用いられる。
【００２８】
受光部２００は、発光部１００から検出ギャップＧｐだけ離れて配置されている。受光部２００は、受光素子としてのフォトトランジスタ２１０を備えている。フォトトランジスタ２１０は、発光部１００からの受光量に応じた電圧（以下、「受光側電圧」と呼ぶ）を出力する。例えば、フォトトランジスタ２１０において受光量が多いと、受光側電圧Ｓ２０はほぼ０Ｖとなり、受光量が減少するのに従って受光側電圧Ｓ２０は次第に高くなる。
【００２９】
制御部３００は、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換部３０５と、ＣＰＵ３１０と、メモリ３２０とが、バス３１５を介して接続された構成を有している。Ａ／Ｄ変換部３０５は、受光部２００と接続されており、受光側電圧Ｓ２０をデジタル値に変換してＣＰＵ３１０に送信する。メモリ３２０は、運用設定値格納部３２１と、調整設定値格納部３２２と、発光量調整テーブルｔｂ１とを備えている。運用設定値格納部３２１には、後述する運用発光ランクを示す情報と運用閾値レベルを示す情報とが記憶されている。調整設定値格納部３２２には、後述する自動調光処理において用いられる発光ランクを示す情報と閾値レベルを示す情報とが記憶される。また、メモリ３２０には、図示しないセンサ制御用プログラムが記憶されており、ＣＰＵ３１０は、このプログラムを実行することで、点灯制御部３１０ａ、抵抗値調整部３１０ｂ、ＰＷＭ調整部３１０ｃ及び主制御部３１０ｄとして機能する。
【００３０】
点灯制御回路１１０は、制御部３００とトランジスタ１０とに接続されており、トランジスタ１０にパルス点灯信号Ｓ１０を送信する。抵抗切替制御回路１３０は、制御部３００とトランジスタ３１とトランジスタ３２とに接続されている。抵抗切替制御回路１３０は、トランジスタ３１に抵抗切替信号Ｓ３１を送信し、また、トランジスタ３２に抵抗切替信号Ｓ３２を送信する。ＰＷＭ制御回路１５０は、制御部３００とトランジスタ５０とに接続されており、トランジスタ５０にＰＷＭ制御信号Ｓ５０を送信する。
【００３１】
前述の点灯制御部３１０ａが点灯制御回路１１０に発光ダイオード２０の点灯を指示すると、点灯制御回路１１０は、パルス点灯信号Ｓ１０をハイ（Ｈ）とする。そうすると、トランジスタ１０がオンして発光ダイオード２０が発光する。前述の抵抗値調整部３１０ｂが「抵抗を１つ接続する」旨を指示すると、抵抗切替制御回路１３０は、抵抗切替信号Ｓ３１をＨとする。そうすると、トランジスタ３１がオンして抵抗Ｒ１が発光ダイオード２０に接続される。また、抵抗値調整部３１０ｂが「抵抗を２つ接続する」旨を指示すると、抵抗切替制御回路１３０は、抵抗切替信号Ｓ３１と抵抗切替信号Ｓ３２とをいずれもＨとする。その結果、２つのトランジスタ３１，３２がいずれもオンして、２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２が発光ダイオード２０に接続される。前述のＰＷＭ調整部３１０ｃがデューティ比を指定してＰＷＭ制御を指示すると、ＰＷＭ制御回路１５０は、指定されたデューティ比となるようにＰＷＭ制御信号Ｓ５０をトランジスタ５０に送信する。そうすると、指定されたデューティ比でトランジスタ５０のオン／オフ（ＰＷＭ制御）が実行され、発光ダイオード２０を流れる電流がＰＷＭ制御される。本実施例において、トランジスタ５０のＰＷＭ制御は、トランジスタ５０のオンする（Ｈとなる）期間を調整することで、デューティ比（全期間に対するＨ期間の割合）を調整して実現する。なお、これに代えて、オンする期間を一定としてオンする周期を調整することによって、デューティ比を調整することもできる。
【００３２】
光学センサシステム１０００では、発光ダイオード２０の発光量を調整可能に構成されている。具体的には、発光ダイオード２０に接続する抵抗の数によって発光量を調整し、また、トランジスタ５０におけるデューティ比によって発光量を調整することができる。発光ダイオード２０は、所定の電圧ＶＣＣで定圧駆動されており、発光ダイオード２０を流れる電流値によって発光量が変化する。したがって、例えば、発光ダイオード２０に接続される抵抗の抵抗値が小さいほど（接続される抵抗数が少ないほど）、発光ダイオード２０を流れる電流は小さくなり発光量は少なくなる。また、トランジスタ５０がオフしている場合には電流が流れないので、デューティ比が大きいほど、発光ダイオード２０を流れる電流は大きくなり発光量は多くなる。なお、発光ダイオード２０は、光学センサシステム１０００の起動後において、所定の調光パラメータ（発光ダイオード２０に接続する抵抗数及びＰＷＭ制御におけるデューティ比）に基づき、継続的に発光している。
【００３３】
上述した構成を有する光学センサシステム１０００は、いわゆる透過型フォトインタラプタであり、検出ギャップＧｐにおける検出対象物の有無を検知する。具体的には、検出対象物が検出ギャップＧｐ内に存在する場合には受光量が減るので、受光側電圧Ｓ２０が高くなる。したがって、受光側電圧Ｓ２０が閾値（運用閾値）よりも高い場合には、検出対象物が有ると検知する。一方、受光側電圧Ｓ２０が運用閾値以下の場合には、検出対象物が無いと検知する。このような光学センサシステム１０００は、例えば、図示しない現金自動預け払い機（ＡＴＭ：Automatic Teller Machine）に搭載され、ＡＴＭ内の搬送路において紙幣の有無を検知するのに用いることができる。ここで、発光ダイオード２０及びフォトトランジスタ２１０に付着する汚れ量は経過期間に従って多くなる。汚れ量が多くなると適切な受光量が得られず、検知対象物（例えば紙幣）の有無を正確に検知できないおそれがある。そこで、光学センサシステム１０００では、後述する自動調光処理を実行することで、適切な受光量を維持するように構成されている。
【００３４】
なお、上述したトランジスタ５０は請求項におけるスイッチング素子に相当する。また、主制御部３１０ｄとＰＷＭ調整部３１０ｃとＰＷＭ制御回路１５０とは請求項における第１の発光量調整部に、主制御部３１０ｄと抵抗値調整部３１０ｂと抵抗切替制御回路１３０と２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２とは請求項における第２の発光量調整部に、主制御部３１０ｄは請求項における検知部及びメンテナンス要否判断部に、それぞれ相当する。
【００３５】
Ａ２．自動調光処理：
図２は、光学センサシステム１０００において実行される自動調光処理の手順を示すフローチャートである。光学センサシステム１０００では、検知対象物を検知した後、一定期間（例えば、５分間）検知対象物を検知しないと、自動調光処理が実行される。なお、検知対象物の検知の有無に関わらず、定期的に自動調光処理を実行することもできる。
【００３６】
自動調光処理が開始されると、各機能部３１０ａ〜３１０ｄ（図１）は、現在の運用発光ランクで発光部１００を発光させ、主制御部３１０ｄは、受光側電圧Ｓ２０を読み取る（ステップＳ１０５）。具体的には、主制御部３１０ｄは、運用設定値格納部３２１から運用発光ランク及び運用閾値を読み出して調整設定値格納部３２２に書き込む。点灯制御部３１０ａは、パルス点灯信号Ｓ１０をＨとする。また、抵抗値調整部３１０ｂは、調整設定値格納部３２２に格納されている発光ランクに基づき、抵抗切替信号Ｓ３１又は抵抗切替信号Ｓ３２を調整する。また、ＰＷＭ調整部３１０ｃは、調整設定値格納部３２２に格納されている発光ランクに基づき、ＰＷＭ制御信号Ｓ５０を調整する。
【００３７】
図３は、光学センサシステム１０００において設定されている発光ランクの具体的内容を示す説明図である。光学センサシステム１０００では、発光ランクとして４つのランク（ランク１〜ランク４）が予め設定されている。各ランクでは、調光パラメータである「デューティ比」と「接続抵抗数」とが、互いに異なる組合せとなるように設定されている。具体的には、ランク１では、（デューティ比，接続抵抗数）が、それぞれ（５０％，１）に設定されている。ランク２では（７５％，１）に、ランク３では（５０％，２）に、ランク４では（７５％，２）に、それぞれ設定されている。
【００３８】
ここで、ランク１，２，３，４における発光量は、この順番に、調光パラメータ以外の条件を同じに場合に、より多い発光量となるように設定されている。そして、光学センサシステム１０００では、いずれかの発光ランクが運用設定値格納部３２１に設定（格納）されており、通常使用時においてその発光ランクに基づきデューティ比と接続抵抗数とが調整される。なお、運用設定値格納部３２１に設定されている発光ランクを「運用発光ランク」と呼ぶ。
【００３９】
ステップＳ１１０（図２）では、主制御部３１０ｄは、ステップＳ１０５で読み取った受光側電圧Ｓ２０を、運用閾値と比較し、受光側電圧Ｓ２０が運用閾値よりも大きいか否かを判定する。
【００４０】
図４は、運用閾値と経過期間に対する受光側電圧特性とを示す説明図である。図４において、横軸は経過期間（時刻）を示し、縦軸は受光側電圧Ｓ２０を示す。一般に、経過期間の長さに比例して汚れ量は増加するので、図４は、汚れ量に対する受光側電圧特性ともいえる。また、受光側電圧Ｓ２０は、受光量が増加するほど低下するので、図４は汚れ量に対する受光量特性ともいえる。なお、図４では、各発光ランクごとの経過期間に対する受光側電圧Ｓ２０の特性を示している。また、図４においてｐ１〜ｐ４は、発光ダイオード２０の動作点を示す。
【００４１】
光学センサシステム１０００では、運用閾値のレベルとして４つのレベル（レベル１〜レベル４）が設定されている。具体的には、レベル１として「ｔｈ１」で設定されている。同様に、レベル２として「ｔｈ２」が、レベル３として「ｔｈ３」が、レベル４として「ｔｈ４」が、それぞれ設定されている。なお、レベル１〜４は、この順番により高い電圧となっている。そして、これらレベル１〜４を示す情報が、運用閾値として運用設定値格納部３２１に格納されている。
【００４２】
なお、図４に示すように、同一発光ランクにおいて、発光ダイオード２０における受光側電圧Ｓ２０は、汚れ量が多くなると上昇する。また、同じ汚れ量であれば、発光ランクが高いほど、受光側電圧Ｓ２０は低下する。
【００４３】
前述のステップＳ１１０（図２）において、受光側電圧Ｓ２０が運用閾値以下である場合、主制御部３１０ｄは、調整設定値格納部３２２に書き込まれている発光ランク及び運用閾値を運用設定値格納部３２１に保存する（ステップＳ１４５）。受光側電圧Ｓ２０が運用閾値以下である場合には、発光部１００又は受光部２００における汚れ量は運用上問題がない程度に少ないといえる。そこで、この場合、運用発光ランク及び運用閾値を変更することなく自動調光処理は終了する。
【００４４】
図４の例では、時刻ｔ１において運用ランクがランク１であり、かつ運用閾値がｔｈ１である場合には、この時点における動作点ｐ１の受光側電圧Ｓ２０は運用閾値ｔｈ１よりも低い。したがって、運用発光ランクはランク１のまま、また、運用閾値はｔｈ１のまま、自動調光処理は終了する。
【００４５】
一方、前述のステップＳ１１０（図２）において受光側電圧Ｓ２０が運用閾値以下である場合、主制御部３１０ｄは、現在の発光ランクが最大発光ランク（ランク４）であるか否かを判定する（ステップＳ１１５）。現在の発光ランクが最大発光ランク（ランク４）でない場合、主制御部３１０ｄは、現在の発光ランクの１つ上の発光ランクを新たな発光ランクとして、新たな発光ランクについての情報調整設定値格納部３２２に上書きする。そして、各機能部３１０ａ〜３１０ｄは、ステップＳ１０５と同様に、新たな発光ランクで発光部１００を発光させ、主制御部３１０ｄは、受光側電圧Ｓ２０を読み取る（ステップＳ１２５）。
【００４６】
図４の例では、時刻ｔ２（動作点ｐ２）において、時刻ｔ１に比べて汚れ量が増えたため、受光側電圧Ｓ２０は上昇して運用閾値ｔｈ１よりも高くなっている。したがって、発光ランクは、発光ランク１から発光ランク２に上がり動作点は動作点ｐ３に変わる。この場合、動作点ｐ３の受光側電圧Ｓ２０は運用閾値ｔｈ１よりも低いので、次回ステップＳ１１０を実行する際には、受光側電圧Ｓ２０は運用閾値以下と判断される。したがって、上述したステップＳ１４５（図２）を実行した後に自動調光処理は終了し、運用発光ランクと運用閾値は、それぞれ、発光ランク２とｔｈ１とになる。また、その後、時刻ｔ３（図４）において自動調光処理を実行する場合、動作点は動作点ｐ４となっている。この状態で発光ランクをランク２から１つ上げてランク３とすると動作点は、動作点ｐ４から動作点ｐ５に移動する。ところが、動作点ｐ５における受光側電圧Ｓ２０は運用閾値ｔｈ１よりも高い。したがって、この場合、発光ランクはさらに１つ上がりランク４となり、動作点は動作点ｐ６となる。動作点ｐ６における受光側電圧Ｓ２０は、運用閾値ｔｈ１よりも低いのでステップＳ１４５の実行の後自動調光処理は終了する。
【００４７】
前述のステップＳ１１５（図２）において、現在の発光ランクが最大発光ランク（ランク４）であると判定すると、主制御部３１０ｄは、現在の閾値レベルが最大レベル（レベル４）であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。現在の閾値レベルが最大レベルであると判定した場合、前述のステップＳ１４５が実行された後自動調光処理は終了する。
【００４８】
前述のステップＳ１３０において現在の閾値レベルが最大でないと判定した場合、主制御部３１０ｄは、閾値レベルを１つ上げ（ステップＳ１３５）、受光側電圧Ｓ２０が新たな閾値よりも高いか否かを判定する（ステップＳ１４０）。閾値レベルを上げることは、すなわち、受光量が少ない（受光側電圧Ｓ２０が高い）場合でも受光の有無を識別可能とし、検知感度を上げることに相当する。そして、受光側電圧Ｓ２０が新たな閾値よりも高い場合、前述のステップＳ１３０が再び実行される。一方、受光側電圧Ｓ２０が新たな閾値以下の場合、前述のステップＳ１４５が実行された後自動調光処理は終了する。
【００４９】
図４の例では、時刻ｔ４（動作点４）において、時刻ｔ３に比べて汚れ量が増えたため、動作点は動作点ｐ７に移動し、受光側電圧Ｓ２０は上昇して閾値ｔｈ１（レベル１）よりも高くなっている。このとき、発光ランクは既に最大発光ランク（ランク４）となっているので、ステップＳ１３５が実行されて閾値レベルはレベル１からレベル２に変わる。この場合においても動作点ｐ７における受光側電圧Ｓ２０は、閾値ｔｈ２（レベル２）よりも高いので、再度ステップＳ１３５が実行される。その結果、閾値レベルはレベル３に変わり、動作点ｐ７における受光側電圧Ｓ２０は、新たな閾値ｔｈ３（レベル３）よりも低くなり、この新たな閾値レベル（レベル３）が運用設定値格納部３２１に格納されて自動調光処理は終了することとなる。
【００５０】
以上説明したように、光学センサシステム１０００では、トランジスタ５０をＰＷＭ制御するので、応答性の低いデバイス（Ｄ／Ａコンバータ等）を介すことなくトランジスタ５０のオン／オフを制御でき、調整の際の高い応答性を得ることができる。また、発光量を調整するのに、トランジスタ５０のＰＷＭ制御と共に発光ダイオード２０に接続する抵抗数（抵抗値）によって光量を調整するので、広い調整レンジを得ることができる。また、発光部１００側における発光量の調整に加えて閾値レベルを調整するので、発光量を最大に調整してもなお受光素子における受光量が少ない場合でも、被検知対象物を正確に検知することができる。
【００５１】
Ｂ．第２の実施例：
図５は、第２の実施例における発光部１００ａの詳細構成を示す説明図である。第２の実施例における光学センサシステムは、複数の発光ダイオード２０を備えており、複数の位置における検知対象物の有無を検知可能に構成されている点と、検知対象物を検知しなくなった後繰り返し自動調光処理を実行する点とにおいて光学センサシステム１０００と異なり、他の構成は第１の実施例と同じである。なお、このような光学センサシステムとしては、例えば、ＡＴＭの搬送路において、複数の位置において紙幣の通過を検知するのに使用することもできる。
【００５２】
具体的には、発光部１００ａは、発光ダイオード２０の点灯／消灯を切り替えるためのトランジスタとして、８つのトランジスタ１１〜１８を備えている。また、発光部１００ａは、１６個の発光グループＧｒ１〜Ｇｒ１６と、８つの抵抗切替グループＲｇ１〜Ｒｇ８と、ＰＷＭ制御用の８つのトランジスタ５１〜５８を備えている。なお、トランジスタ５ｎ（ｎ＝１〜８）は、抵抗切替グループＲｇｎ（ｎ＝１〜８）に対応して配置されている。
【００５３】
各発光グループＧｒ１〜Ｇｒ１６は、それぞれ８つの発光ダイオード２０を備えている。各トランジスタ１１〜１８は、それぞれ隣り合う２つの発光グループに接続されている。例えば、トランジスタ１１は、発光グループＧｒ１と発光グループＧｒ２とに接続されており、これら２つの発光グループＧｒ１，Ｇｒ２に属する発光ダイオード２０（合計１６個）の点灯／消灯を切り替える。各抵抗切替グループＲｇ１〜Ｒｇ８は、それぞれ８つの抵抗Ｒ１〜Ｒ８と、各抵抗Ｒ１〜Ｒ８に対応するトランジスタ３１〜３８とを備えている。８つの抵抗Ｒ１〜Ｒ８は互いに同じ抵抗値を有しており、第２の実施例の光学センサシステムでは、第１の実施例と同様に、各発光ダイオード２０に接続する抵抗の数を調整することで、各発光ダイオード２０に接続する抵抗値を調整するように構成されている。なお、各抵抗切替グループＲｇｎ（ｎ＝１〜８）において、８つのトランジスタ３１〜３８に入力される信号を総称して抵抗切替信号ＳＲｎ（ｎ＝１〜８）と呼ぶ。
【００５４】
なお、図示は省略するが、第２の実施例の光学センサシステムでは、各発光ダイオード２０（合計１２８個）に対応して、受光部においてフォトトランジスタ２１０が用意されており、各発光ダイオード２０からの光を受光可能に構成されている。
【００５５】
制御部３００（図１）は、点灯制御回路１１０を介してトランジスタ１１〜１８（図５）に接続されている。また、制御部３００は、抵抗切替制御回路１３０を介して、各抵抗切替グループＲｇ１〜Ｒｇ８に接続されている。また、制御部３００は、ＰＷＭ制御回路１５０を介してトランジスタ５１〜５８（図５）に接続されている。点灯制御部３１０ａ（図１）は、図５のトランジスタ１ｎ（ｎ＝１〜８）に対して、対応するパルス点灯信号Ｓ１ｎ（ｎ＝１〜８）を点灯制御回路１１０を介して送信する。抵抗値調整部３１０ｂは、抵抗切替グループＲｇｎ（ｎ＝１〜８）に対して、対応する抵抗切替信号ＳＲｎ（ｎ＝１〜８）を抵抗切替制御回路１３０を介して送信する。ＰＷＭ調整部３１０ｃは、トランジスタ５ｎ（ｎ＝１〜８）に対して、対応するＰＷＭ制御信号Ｓ５ｎ（ｎ＝１〜８）をＰＷＭ制御回路１５０を介して送信する。
【００５６】
このような構成を有する第２の実施例の光学センサシステムでは、２つの発光グループＧｒを一単位として点灯／消灯を制御すると共に、２つの発光ダイオード２０を一単位として発光量を調整するように構成されている。例えば、発光グループＧｒ１の発光ダイオード２０ａと、発光グループＧｒ２の発光ダイオード２０ｂとは、同一の調光パラメータに基づき光量調整される。また、第２の実施例の光学センサシステムでは、この点灯／消灯の切り替えと発光量の調整とを時分割制御している。また、第２の実施例の光学センサシステムでは、この時分割制御を実現するために、２つの発光ダイオード２０を一単位として、それぞれ、運用発光ランクと運用閾値とが運用設定値格納部３２１（図１）に格納されている。
【００５７】
図６は、第２の実施例の光学センサシステムにおける点灯／消灯の切り替えと、発光量の調整との時分割制御を模式的に示すタイミングチャートである。図６において、横軸は時刻を示す。なお、図６では、「抵抗切替信号ＳＲ１〜ＳＲ８」として、いずれの発光グループに属する発光ダイオード２０を調整対象とした抵抗切替信号ＳＲ１〜ＳＲ８を送信しているかを、発光グループの番号（Ｇｒ１〜Ｇｒ１６）で示している。同様に、「ＰＷＭ制御信号」として、いずれの発光グループに属する発光ダイオード２０を調整対象としたＰＷＭ制御信号Ｓ５１〜Ｓ５８を送信しているかを、発光グループの番号（Ｇｒ１〜Ｇｒ１６）で示している。
【００５８】
例えば、時刻ｔ１１〜ｔ１２においては、パルス点灯信号Ｓ１１がＨとなっており、グループＧｒ１，Ｇｒ２内の発光ダイオード２０（合計１６個）が点灯可能な状態となる。また、抵抗切替信号ＳＲ１〜ＳＲ８が、発光グループＧｒ１，Ｇｒ２内の発光ダイオード２０の光量を調整するように各抵抗切替グループＲｇ１〜Ｒｇ８に送信される。また、ＰＷＭ制御信号Ｓ５１〜Ｓ５８が、発光グループＧｒ１，Ｇｒ２内の発光ダイオード２０の光量を調整するように対応するトランジスタ５１〜５８に送信される。その結果、時刻ｔ１１〜ｔ１２において、発光グループＧｒ１，Ｇｒ２内の各発光ダイオード２０は光量を調整されて発光する。
【００５９】
以上説明した第２の実施例の光学センサシステムは、第１の実施例の光学センサシステム１０００と同様な効果を奏する。また、複数の発光ダイオード２０を備えているので、複数個所における検知対象物の有無を検知することができる。また、複数の発光ダイオード２０の発光及び発光量を時分割制御するので、１つの制御部３００によって複数の発光ダイオード２０の制御を行うことができる。このとき、光量調整の際の応答性が高いので、１つの発光ダイオード２０の光量調整に要する時間を短くすることができる。それゆえ、各発光ダイオード２０の光量調整を、比較的短い周期で行うことができる。従って、例えば、光学センサシステムがＡＴＭに用いられているケースにおいて、紙幣の搬送速度が非常に速い場合においても、紙幣の通過の有無を正確に検知することが可能となる。また、仮に、発光ダイオード２０の数を１２８個よりも増やした場合でも、紙幣の搬送速度を低下させることなく、紙幣の通過を正確に検知することができる。
【００６０】
Ｃ．第３の実施例：
図７は、第３の実施例の光学センサシステムにおけるメンテナンス要否判断処理の手順を示すフローチャートである。第３の実施例の光学センサシステムは、上述した自動調光処理とは別に、定期的にシステムメンテナンスの要否を判断するためのメンテナンス要否判断処理を定期的に実行する点と、このメンテナンス要否判断処理のために、上述した発光ランク（ランク１〜ランク４）及び閾値レベルとは別にセンサチェック用発光ランク及びチェック用閾値を設けている点とにおいて、光学センサシステム１０００と異なり、他の構成は第１の実施例と同じである。
【００６１】
具体的には、メンテナンス要否判断処理が開始されると、主制御部３１０ｄ（図１）は、メモリ３２０よりセンサチェック用発光ランクの調光パラメータ（図示省略）を読み出し、各機能部３１０ａ〜３１０ｄは、センサチェック用発光ランクで発光部１００を発光させ、主制御部３１０ｄは、受光側電圧Ｓ２０を読み取る（ステップＳ２０５）。主制御部３１０ｄは、読み取った受光側電圧Ｓ２０をチェック用閾値と比較して、受光側電圧Ｓ２０がチェック用閾値よりも高いか否かを判定する（ステップＳ２１０）。そして、主制御部３１０ｄは、受光側電圧Ｓ２０がチェック用閾値よりも高いと判定した場合に、メンテナンスが必要であると判断してその判断結果をメモリ３２０に保存する（ステップＳ２１５）。一方、受光側電圧Ｓ２０がチェック用閾値以下であると判定した場合に、メンテナンスが不要であると判断してその判断結果をメモリ３２０に保存する（ステップＳ２２０）。
【００６２】
図８は、チェック用発光ランクにおける経過期間に対する受光側電圧特性を示す説明図である。図８における横軸及び縦軸は、図４と同じである。チェック用発光ランクにおける調光パラメータとして、同じ条件で発光した場合にランク４よりも少ない発光量となるようなパラメータが設定されている。なお、図８の例では、チェック用閾値として「ｔｈ１０」が設定されている。また、図８の例では、発光ランク４における受光側電圧特性を破線で示している。
【００６３】
例えば、現在の運用発光ランクが最大発光ランク（ランク４）であり、運用閾値レベルがレベル１（ｔｈ１）の場合において、時刻ｔ１１〜ｔ１３では、動作点は、時刻の経過に対する受光側電圧Ｓ２０の上昇率が小さい飽和領域ＡＲ１にある。したがって、時刻ｔ１１，ｔ１２，ｔ１３における受光側電圧Ｓ２０は、いずれも電圧ｖ０付近で互いに電圧差が小さい。それゆえ、読み取った受光側電圧Ｓ２０から、汚れ量を正確に予測することは困難である。図８の例では、時刻ｔ１３を過ぎた後において、急激に受光側電圧Ｓ２０が上昇している。したがって、自動調光処理では対処できないほど急激に受光量が減少するおそれがある。
【００６４】
ところが、第３の実施例の光学センサシステムでは、ランク４よりも同じ条件下で発光量が少ないチェック用発光ランクで発光ダイオード２０を発光させるので、受光側電圧特性は左側にシフトする。そうすると、時刻ｔ１１〜ｔ１３において、動作点は、時刻の経過に対する受光側電圧Ｓ２０の上昇率が大きい活性領域ＡＲ２に位置することとなる。したがって、各時刻ｔ１１〜ｔ１３間の受光側電圧Ｓ２０の差が大きくなり、読み取った受光側電圧Ｓ２０に基づき汚れ量を正確に予測することができる。図８の例では、時刻ｔ１３におけるチェック用発光ランクの動作点の受光側電圧Ｓ２０は、電圧ｖ３となっており、チェック用閾値（ｔｈ１０）よりも高くなっている。したがって、この場合、「メンテナンスが必要である旨」がメモリ３２０に保存されることとなる。その後、例えば、このメモリ３２０に記憶された「メンテナンスが必要である旨」に基づき、図示せざるＡＴＭの表示部にアラームメッセージを表示させることにより、係員がセンサメンテナンス（発光ダイオード２０やフォトトランジスタ２１０の清掃や交換など）を行うことができる。
【００６５】
以上説明した第３の実施例の光学センサシステムは、第１の実施例と同様な効果を奏する。また、メンテナンス要否判断処理において、チェック用発光ランクを用いて発光量を減らして発光させ、動作点が活性領域ＡＲ２に含まれるように制御するので、受光側電圧Ｓ２０に基づき発光ダイオード２０又はフォトトランジスタ２１０の劣化度合いを正確に把握することができる。それゆえ、実際に発光ダイオード２０又はフォトトランジスタ２１０が使用不可能となる前にメンテナンスを行うことが可能となる。
【００６６】
Ｄ．第４の実施例：
図９は、第４の実施例における自動調光処理の手順を示すフローチャートである。第４の実施例の光学センサシステムは、以下の４点において、光学センサシステム１０００と異なり、他の構成は、第１の実施例と同じである。すなわち、発光ランクを予め設けておらず、受光側電圧Ｓ２０に応じて接続抵抗数又はデューティ比を選択的に調整する点と、運用発光ランクに代えて、通常時に使用する調光パラメータをメモリ３２０に保存している点と、前回自動調光処理を実行した際に最終的に得られた受光側電圧Ｓ２０をメモリ３２０に保存している点と、閾値レベルの調整が無い点と、が相違点となる。
【００６７】
具体的には、第４の実施例の自動調光処理が開始されると、各機能部３１０ａ〜３１０ｄは、現在の運用発光パラメータに基づき発光部１００を発光させ、主制御部３１０ｄは、受光側電圧Ｓ２０を読み取る（ステップＳ３０５）。主制御部３１０ｄは、メモリ３２０から前回の受光側電圧Ｓ２０を読み出し、この前回の受光側電圧Ｓ２０に対するステップＳ３０５で測定した受光側電圧Ｓ２０の割合Ｒｖを求める（ステップＳ３１０）。主制御部３１０ｄは、割合Ｒｖが、２．０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３１５）。
【００６８】
割合Ｒｖが２．０よりも大きい場合（ステップＳ３１５：ＹＥＳ）、主制御部３１０ｄは、発光ダイオード２０に接続している抵抗（抵抗Ｒ１又は抵抗Ｒ２）があるか否かを判定し（ステップＳ３２０）、接続抵抗がある場合に、抵抗値調整部３１０ｂ及び抵抗切替制御回路１３０を制御して、接続抵抗数を１つ減らす（ステップＳ３２５）。割合Ｒｖが２．０よりも大きい場合には、前回自動調光処理を行った後、発光ダイオード２０の汚れ量が大きく増えて発光ダイオード２０の発光量が非常に減少した、或いは、フォトトランジスタ２１０の汚れ量が大きく増えて受光量が非常に減少したおそれがある。そこで、この場合、発光ダイオード２０に接続する抵抗数を減らすことで、発光ダイオード２０の発光量を大きく増加させる。
【００６９】
前述のステップＳ３２５の後、各機能部３１０ａ〜３１０ｄは、新たな調光パラメータに基づき発光部１００を発光させ、主制御部３１０ｄは、受光側電圧Ｓ２０を読み取る（ステップＳ３３０）。そして、上述したステップＳ３１０以降の処理を再び実行する。上述したように、接続抵抗数を減らしたことで発光ダイオード２０の発光量は増加しているので、次にステップＳ３１５を実行する際には、割合Ｒｖは２．０以下であると判定される可能性がある。
【００７０】
上述したステップＳ３２０において、発光ダイオード２０に接続している抵抗が無いと判定すると、主制御部３１０ｄは、自動調光処理において最終的に設定した調光パラメータと、最終的に測定した受光側電圧Ｓ２０とをメモリ３２０に保存し（ステップＳ３５０）、自動調光処理は終了する。
【００７１】
上述したステップＳ３１５において、割合Ｒｖが２．０以下であると判定すると、主制御部３１０ｄは、割合Ｒｖが所定の範囲内（１．０＜Ｒｖ≦２．０）であるか否かを判定する（ステップＳ３３５）。割合Ｒｖが所定の範囲内であると判定すると、主制御部３１０ｄは、調光パラメータのうち、デューティ比が１００％であるか否かを判定する（ステップＳ３４０）。デューティ比が１００％である場合には、上述したステップＳ３５０を実行した後、自動調光処理は終了する。
【００７２】
一方、ステップＳ３４０において、デューティ比が１００％でないと判定すると、主制御部３１０ｄは、ＰＷＭ調整部３１０ｃを介してＰＷＭ制御回路１５０を制御して、デューティ比を５％増加させる（ステップＳ３４５）。そして、上述したステップＳ３３０を実行した後、上述したステップＳ３１０以降の処理を再び実行する。したがって、割合Ｒｖが所定の範囲内（１．０＜Ｒｖ≦２．０）である場合には、デューティ比を５％単位で増加させて発光量を少しずつ増加させながら、受光側電圧Ｓ２０が前回の受光側電圧Ｓ２０となるまで（又はデューティ比が１００％となるまで）発光量の調整が行われることとなる。なお、上述したＲｖ＝２．０は、請求項における目標受光量に相当する。
【００７３】
以上説明した第４の実施例の光学センサシステムも第１の実施例の光学センサシステム１０００と同様な効果を奏する。また、第４の実施例の光学センサシステムは、前回自動調光処理を実行した際の最終的な受光側電圧Ｓ２０を基準として、受光側電圧Ｓ２０が大きく増加した（すなわち、発光量又は受光量が大きく減少した）場合には、接続抵抗数を減らすことで光量を大きく増加させる。したがって、受光側電圧Ｓ２０が所望のレベルに達するように（すなわち、受光量が所望の量に達するように）調整するための時間を短くすることができる。また、前回自動調光処理を実行した際の最終的な受光側電圧Ｓ２０を基準として、少しだけ受光側電圧Ｓ２０が増加した（すなわち、発光量又は受光量が少しだけ減少した）場合には、ＰＷＭ制御におけるデューティ比を５％ずつ増加させることで光量を少しずつ増加させることができる。したがって、受光側電圧Ｓ２０が所望のレベルに達するように（すなわち、受光量が所望の量に達するように）調整する際に、微調整でき、デューティ比を必要以上に増加させて電流量を増加させないようにすることができる。それゆえ、回路の劣化を抑えたり、消費電力を抑制したりすることができる。
【００７４】
Ｅ．第５の実施例：
図１０は、第５の実施例における故障時発光量調整テーブルの具体的内容を示す説明図である。第５の実施例の光学センサシステムは、以下の３点において光学センサシステム１０００と異なり、他の構成は第１の実施例と同じである。すなわち、２つのトランジスタ３１，３２のいずれかが故障した場合にも、受光量の変化を抑制可能に構成されている点と、メモリ３２０に前述の発光量調整テーブルｔｂ１に加えて故障時用発光量調整テーブルｔｂ２が格納されている点と、自動調光処理を実行する前に、トランジスタ３１及びトランジスタ３２の故障検出を行う点とが相違点となる。
【００７５】
後述する故障検出処理によって２つのトランジスタ３１，３２のうち、いずれかのトランジスタのみが故障したことを検出すると、主制御部３１０ｄは、発光量調整テーブルｔｂ１に代えて、故障時用発光量調整テーブルｔｂ２を用いて発光ダイオード２０の発光量を調整する。例えば、現在の運用発光ランクがランク１の場合、故障時用発光量調整テーブルｔｂ２を参照して、接続抵抗数が「１」であり、デューティ比が「１２．５％」となるように、各機能部３１０ａ〜３１０ｄを制御して発光量を調整する。ここで、故障時用発光量調整テーブルｔｂ２の各ランクの調光パラメータ（接続抵抗数，デューティ比）は、対応する正常時の発光量調整テーブルｔｂ１の各調光パラメータで調整した発光量とほぼ同じ発光量となるように予め実験により決定され、設定されている。したがって、前述のように運用発光ランクがランク１の場合において、正常時における調光パラメータ（デューティ比，接続抵抗数）が（５０％，２）であったものが、故障発生時において（１２．５％，１）となり、故障前後における発光量の変化を抑制することができる。
【００７６】
トランジスタ３１及びトランジスタ３２の故障検出は、例えば、以下のごとく実行することができる。主制御部３１０ｄは、ＰＷＭ調整部３１０ｃを介してＰＷＭ制御回路１５０を制御して、所定のデューティ比でトランジスタ５０におけるＰＷＭ制御を継続して行う。また、主制御部３１０ｄは、点灯制御部３１０ａを介して点灯制御回路１１０を制御して、トランジスタ１０を継続してオンとする。この状態において、主制御部３１０ｄは、抵抗値調整部３１０ｂを介して抵抗切替制御回路１３０を制御して、２つの抵抗切替信号Ｓ３１，Ｓ３２をいずれもＨ（２つのトランジスタ３１をオン）として受光側電圧Ｓ２０を計測する。その後、抵抗切替信号Ｓ３１のみをＨ（トランジスタ３１のみをオン）として受光側電圧Ｓ２０を計測し、また、抵抗切替信号Ｓ３２のみをＨ（トランジスタ３２のみをオン）として受光側電圧Ｓ２０を計測する。そして、これらの３つケースで計測した受光側電圧Ｓ２０に基づき、故障を検出する。具体的には、２つのトランジスタ３１，３２をオンした場合と、トランジスタ３２のみをオンした場合とで、受光側電圧Ｓ２０が同じ場合には、トランジスタ３１は故障であると検出することができる。２つのトランジスタ３１，３２をオンした場合と、トランジスタ３１のみをオンした場合とで、受光側電圧Ｓ２０が同じ場合には、トランジスタ３２は故障であると検出することができる。いずれのケースの受光側電圧Ｓ２０も同じ場合には、両方のトランジスタ３１，３２が故障であると検出することができる。なお、前述の主制御部３１０ｄは、請求項における故障検出部に相当する。
【００７７】
以上説明した第５の実施例の光学センサシステムも第１の実施例の光学センサシステム１０００と同様な効果を奏する。また、第５の実施例の光学センサシステムは、トランジスタ３１とトランジスタ３２のうち一方が故障して接続可能な抵抗数が１つとなった場合においても、デューティ比を低下させることで、正常時における発光量をほぼ維持することができる。したがって、トランジスタ３１とトランジスタ３２とのいずれかが故障した場合であっても、故障前後における発光量の変化を抑制でき、検知対象物の有無を継続して検知することができる。なお、第５の実施例の光学センサシステムでは、トランジスタ３１，３２の故障以外にも、抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗や、抵抗切替制御回路１３０からトランジスタ３１，３２までの配線等の故障時においても、発光量の変化を抑制することができる。
【００７８】
Ｆ．変形例：
なお、上記各実施例における構成要素の中の、独立クレームでクレームされた要素以外の要素は、付加的な要素であり、適宜省略可能である。また、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００７９】
Ｆ１．変形例１：
上述した第２の実施例では、複数の発光ダイオード２０は、いずれも光学センサシステムの起動後に所定の調光パラメータに基づき継続的に発光するものであったが、これに代えて、いずれか一部の発光ダイオード２０については、所定の条件の下で発光させないようにすることもできる。具体的には、例えば、検知対象物を一定期間検知しない場合には、各発光グループＧｒ１〜Ｇｒ１６の発光ダイオード２０のうち、半分の発光ダイオード２０については、発光させないようにすることもできる。発光の停止は、例えば、ＰＷＭ制御のデューティ比を「０」とすることによって実現できる。また、例えば、パルス点灯信号Ｓ１０をＬとすることによって実現できる。このようにすることで、検知対象物を検知する可能性が低い状況において、光学センサシステム１０００全体としての消費電力を抑制することができる。また、一部の発光ダイオード２０のみを点灯させるので、システム全体として発光ダイオードの平均寿命を延ばすことができる。
【００８０】
Ｆ２．変形例２：
上述した各実施例では、発光ダイオード２０の光量調整用の抵抗は、いずれも同じ抵抗値であったが、これに代えて、互いに異なる抵抗値の抵抗を用いることもできる。この場合、調光パラメータとして、接続する抵抗の数に代えて、接続する抵抗を特定可能な情報を設定することもできる。また、複数の抵抗に代えて１つの可変抵抗器を備える構成とすることもできる。この場合、調光パラメータとして、抵抗値を設定することもできる。すなわち、一般には、発光素子に接続する抵抗の抵抗値を変化させることが可能な任意の構成を、本発明の光学センサシステムに採用することができる。
【００８１】
Ｆ３．変形例３：
上述した第３の実施例では、センサチェック用発光ランクとして、通常時におけるランク１〜ランク４とは別に発光ランクを設けていたが、これに代えて、通常時におけるいずれかの発光ランクを、センサチェック用発光ランクとして用いることもできる。例えば、ランク２をセンサチェック用発光ランクとして用いることもできる。この構成では、例えば、運用発光ランクがランク４（デューティ比：７５％，接続抵抗数：２）の場合において、センサチェックを行う際には、デューティ比を「７５％」とし、接続抵抗数を「１」とすることで、動作点を活性化領域に存在させることができる。
【００８２】
Ｆ４．変形例４：
上述した第４の実施例では、第１の実施例とは異なり、閾値レベルの調整を行わないものであったが、これに代えて、閾値レベルの調整を行う構成とすることができる。例えば、ステップＳ３２０（図９）において「接続抵抗が無い」と判定した場合に、ステップＳ３５０を実行する前に閾値レベルを上げるようにしてもよい。また、ステップＳ３４０において「デューティ比が１００％である」と判定した場合にも同様に、閾値レベルを上げることもできる。
【００８３】
Ｆ５．変形例５：
上述した第４の実施例では、発光量の調整を、接続する抵抗の数で行うか、デューティ比で行うかを振り分ける基準となる割合Ｒｖの値は、「２．０」であったが、これに代えて、任意の値とすることができる。また、ステップＳ３３５における「所定の範囲」も、「１．０＜Ｒｖ≦２．０」に代えて、任意の範囲とすることができる。また、第４の実施例では、割合Ｒｖは、前回自動調光処理を実行した際の最終的な受光側電圧Ｓ２０を基準に求めていたが、これに代えて、予め実験等により定められた所定の電圧を基準に求めることもできる。
【００８４】
Ｆ６．変形例６：
上述した第４の実施例では、ステップＳ３２０において発光ダイオード２０に接続している抵抗が無いと判定した場合に、発光量の調整を行わずに自動調光処理を終了していたが、これに代えて、更にデューティ比による調整を行うこともできる。また、ステップＳ３４０においてデューティ比が１００％であると判定した場合に、発光量の調整を行わずに自動調光処理を終了していたが、これに代えて、更に接続抵抗の数による調整を行うこともできる。
【００８５】
Ｆ７．変形例７：
上述した第５の実施例では、トランジスタ３１，３２の故障時、抵抗Ｒ１，Ｒ２の故障時、抵抗切替制御回路１３０からトランジスタ３１，３２までの配線等の故障時について述べていたが、これに代えて又はこれに加えて、ＰＷＭ制御回路１５０が故障した場合にも適用することができる。すなわち、ＰＷＭ制御回路１５０が故障してＰＷＭ制御が不可能となり、トランジスタ５０が常にオンとなった場合についても本発明を適用して、故障前後における発光量の変化を抑制することができる。具体的には、通常時において接続抵抗数が「１」の場合に、ＰＷＭ制御回路１５０の故障を検出すると、接続抵抗数を「２」に増やすようにする。このようにすることで、ＰＷＭ制御回路１５０が故障してトランジスタ５０が常にオンの状態（すなわち、デューティ比が１００％の状態）においても、接続抵抗数を増やすので、発光ダイオード２０に流れる電流の増加を抑制できる。したがって、ＰＷＭ制御回路１５０の故障前後における発光量の変化を抑制することができる。
【００８６】
Ｆ８．変形例８：
上述した第３の実施例では、メンテナンス要否判断処理を定期的に実行していたが、これに代えて又はこれに加えて、自動調光処理の手順の一部として実行することもできる。具体的には、例えば、ステップＳ１１５（図２）において「現在の発光ランクが最大である」と判定した場合に、ステップＳ１３０を実行する前にメンテナンス要否判断処理を実行することもできる。最大発光ランクに達している場合には、発光ダイオード２０又はフォトトランジスタ２１０の汚れ量が非常に多い可能性が高い。そこで、この場合にメンテナンス要否判断処理を行うことで、メンテナンスが必要となる可能性の高いタイミングで、メンテナンスの要否をチェックすることができる。なお、メンテナンスが必要であると判断された場合でも、その後係員がメンテナンスするまでの間においても、ステップＳ１３０以降の処理（閾値レベルの調整）により、検知対象物の有無を継続して検知することが可能となる。
【００８７】
Ｆ９．変形例９：
上述した各実施例では、光学センサシステムは、透過フォトインタラプタであったが、これに代えて、反射型フォトインタラプタとすることもできる。また、光学センサシステムは、ＡＴＭの搬送路において紙幣の有無を検知するのに用いられていたが、これに代えて、ＡＴＭにおける利用者の有無を検知するのに用いることもできる。また、ＡＴＭに代えて、小切手やハガキ等を取り扱う装置に本発明を適用することもできる。すなわち、一般には、任意の紙葉類を取り扱う装置に本発明の光学センサシステムを適用することができる。
【００８８】
Ｆ１０．変形例１０：
上述した実施例において、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の一実施例としての光学センサシステムの一例を示す説明図である。
【図２】光学センサシステム１０００において実行される自動調光処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】光学センサシステム１０００において設定されている発光ランクの具体的内容を示す説明図である。
【図４】運用閾値と経過期間に対する受光側電圧特性とを示す説明図である。
【図５】第２の実施例における発光部１００ａの詳細構成を示す説明図である。
【図６】第２の実施例の光学センサシステムにおける点灯／消灯の切り替えと発光量の調整との時分割制御を模式的に示すタイミングチャートである。
【図７】第３の実施例の光学センサシステムにおけるメンテナンス要否判断処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】チェック用発光ランクにおける経過期間に対する受光側電圧特性を示す説明図である。
【図９】第４の実施例における自動調光処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】第５の実施例における故障時発光量調整テーブルの具体的内容を示す説明図である。
【符号の説明】
【００９０】
１０００…光学センサシステム
１００…発光部
２００…受光部
３００…制御部
１１０…点灯制御回路
１３０…抵抗切替制御回路
１５０…ＰＷＭ制御回路
１０…トランジスタ
２０…発光ダイオード
３１，３２…トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ８…抵抗
５０…トランジスタ
２１０…フォトトランジスタ
３０５…アナログ／デジタル変換部
３１０…ＣＰＵ
３１０ａ…機能部
３１０ａ…点灯制御部
３１０ｂ…抵抗値調整部
３１０ｄ…主制御部
３２０…メモリ
３２１…運用設定値格納部
３２２…調整設定値格納部
ｔｂ１…発光量調整テーブル
Ｓ１０…パルス点灯信号
Ｓ３１，Ｓ３２…抵抗切替信号
ＰＷＭ制御信号…Ｓ５０
１００ａ…発光部
１１〜１８…トランジスタ
２０ａ，２０ｂ…発光ダイオード
Ｇｒ１〜Ｇｒ１６…発光グループ
Ｒｇ１〜Ｒｇ８…抵抗切替グループ
３１〜３８…トランジスタ
Ｓ１１〜Ｓ１８…パルス点灯信号
ＳＲ１〜ＳＲ８…抵抗切替信号
Ｓ５１〜Ｓ５８…ＰＷＭ制御信号
ｔｈ１〜ｔｈ４…閾値（電圧）
ｔｈ１０…チェック用閾値
ＡＲ１…飽和領域
ＡＲ２…活性領域
ｔｂ２…故障時用発光量調整テーブル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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